Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ
II.2 – BÀI TOÁN LẬP CTPT
HYDROCACBON
II.2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA
HYDROCACNON
II.2.1.1 Phương pháp khối lượng hay % khối lượng.
1) Phương pháp giải :
Bước 1 : Tìm M
A
: tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm M
A
Tìm M
A
dựa trên các khái niệm cơ bản, các định luật cơ bản. Có nhiều cách để tìm
khối lượng phân tử, tùy từng giả thiết đề bài cho mà dùng cách tính thích hợp.
1. Dựa vào khối lượng riêng D
A
(đktc)
⇒M
A
= 22,4 . D
A
với D
A
đơn vị g/l
2. Dựa vào tỉ khối hơi của chất hữu cơ A
M
A
= M
B
. d

K) và áp suất P(atm)
PV = nRT ⇒
pV
mRT
M =
(R = 0,082 atm/
o
Kmol)
5. Dựa vào định luật Avogadro:
Định luật: Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, mọi thể tích khí bằng
nhau đều chứa cùng một số phân tử khí.
V
A
= V
B
=> n
A
= n
B
⇒
B
B
A
A
M
m
M
m
=
=> M


22,4
V
12.n.12
44
m
12. )CO (trong mC A) (trong mC
CO2
CO2
CO2
2
====
- Xác định H

OH
O
OH
nn
2
2
2
.2
18
m
22.1 H2O) (trong mH A) mH(trong
H
====
- Xác định m
A
⇒ m

==>==

A
HA
m
m.M
y =
Cách 2 : Khi đề bài cho biết thành phần % các nguyên tố trong hỗn hợp
* Dùng công thức sau:

12.100
C.%M
x
100%
M
%H
y
C %
12
AAx
==>==
;
100
H.%M
y
A
=
⇒ CTPT A.
Cách 3 : * Tìm CTĐG nhất => CTN => CTPT A


y ≤ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ≥ 1, nguyên dương.
⇒ Từ đó xác định được CTPT đúng của chất hữu cơ A.
Lưu ý: Khi bài tóan yêu cầu xác định CTĐG nhất của chất hữu cơ A (hay CTN của A) hoặc
khi đề không cho dữ kiện để tìm M
A
thì ta nên làm theo cách trên.
2) Các ví dụ :
Ví dụ 1 :
SVTH : Phan Thị Thùy
50
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ
Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: % C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối hơi
đối với không khí bằng d
A/KK
= 3,93. Xác định CTPT của A
GIẢI
Bước 1: Tính M
A
:
Biết d
A/KK
=> M
A
= M
KK
. d
A/KK
= 29.3,93 = 114
Bước 2 : Đặt A : C
x

Suy ra CTPT A: C
8
H
18

Ví dụ 2 :
Một hydrocacbon A ở thể khí có thể tích gấp 4 lần thể tích của lưu huỳnh đioxit có
khối lượng tương đương trong cùng điều kiện. Sản phẩm cháy của A dẫn qua bình đựng
nước vôi trong dư thì có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Tìm CTPT A.
GIẢI
* Tìm M
A
:
1V
A
= 4VSO
2
(ở cùng điều kiện )
⇒n
A
= 4nSO
2
⇒
22
2
41
4
SOASO
SO
A

2
O
Ca(OH)
2
+ CO
2
CaCO
3
+ H
2
O
m↓ = mCaCO
3
= 1g
nCO
2
= nCaCO
3
= 1/100= 0,01mol
⇒nC = nCO
2
= 0,01mol ⇒m
C
= 12.0,01=0,12g
mCO
2
= 0,01.44 = 0,44g
m
bình
= mCO

12,0.16
12.m
m.M
x
m
M
m
y
m
12
A
CA
A
A
HC
x
====>==

4
16,0
04,0.16
m
m.M
y
A
HA
===

Vậy CTPT A : CH
4

8
⇒ CTTN : (C
3
H
8
)n
Biện luận :
Số H ≤ 2 số C +2 ⇒ 8n ≤ 6n + 2 ⇒ n ≤ 1 mà n nguyên dương ⇒n = 1
CTPT A : C
3
H
8
II.2.1.2) Phương pháp dựa vào phản ứng cháy:
Dấu hiệu nhận biết bài toán dạng này : đề bài đốt cháy một chất hữu cơ có đề cập đến
khối lượng chất đem đốt hoặc khối lượng các chất sản phẩm (CO
2
, H
2
O) một cách trực tiếp
hoặc gián tiếp (tức tìm được khối lượng CO
2
, H
2
O sau một số phản ứng trung gian).

1) Phương pháp giải :
Bước 1 : Tính M
A
(ở phần II.2.1.1)
Bước 2 : Đặt A : C

2
mH
2
O
* Lập tỉ lệ để tính x,y

OHCOA
A
22
m
9y
m
44x
m
M
==
hoặc
2pu
A O CO2 H2O
y y
x+
1 x
4 2
= = =
n n n n
SVTH : Phan Thị Thùy
52
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ

A

, H
2
O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng.
4) Bình đựng CaCl
2
(khan), CuSO
4
(khan), H
2
SO
4
đặc, P
2
O
5
, dung dịch kiềm, … hấp thụ
nước.
Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO
2
.
Bình đựng P trắng hấp thụ O
2
.
5) Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ.
6) Nếu bài toán cho CO
2
phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để
xác định chính xác lượng CO
2
.

=> M
A
= 22,4.2,59 ≅ 58
* Viết phương trình phản ứng cháy, lập tỉ lệ để tìm x,y
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC
22
t
2yx
0
+→






++
M
A
(g) 44x 9y
m
A
(g) mCO
2

10
Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hòan tòan 0,42 g một Hydrocacbon X thu tòan bộ sản phẩm qua
bình 1 đựng H
2
SO
4
đặc, bình 2 đựng KOH dư. Kết quả, bình 1 tăng 0,54 g; bình 2 tăng
1,32 g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42 g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192 g O
2
ở cùng
điều kiện. Tìm CTPT của X
Tóm tắt đề:
0,42g X (C
x
H
y
)
+O
2
CO
2
H
2
O
Bình 1ñöïng ddH
2
SO
4
ñ
-H

=>
2
O
O2
X
X
M
m
M
m
=
=>
70
0,192
0,42.32
m
.Mm
M
2
2
O
OX
X
===
* Gọi X : C
x
H
y

OH

m
9y
m
44x
m
M
==
(1)
Đề bài cho khối lượng CO
2
, H
2
O gián tiếp qua các phản ứng trung gian ta phải tìm khối
lượng CO
2
, H
2
O
* Tìm m
CO2
, m
H2O
:
- Bình 1 đựng dd H
2
SO
4
đ sẽ hấp thụ H
2
O do đó độ tăng khối lượng bình 1 chính là khối

⇒ x = 5
y = 10
Vậy CTPT X : C
5
H
10
(M = 70đvC)
II.2.1.3 Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế):
 Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở
thể lỏng dễ bay hơi.
 Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các chất
khí tham gia và tạo thành (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) hệ số đặt trước công thức của
các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích của chúng.
1) Phương pháp giải
Bước 1 : Tính thể tích các khí V
A
, V
O2
, V
CO2
, V
H2O
(hơi)…
Bước 2 : Viết và cân bằng các phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng
CTTQ C
x
H
y
Bước 3 : Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y
OH







2
y
(l)
V
A
(l) V
O2
(l) V
CO2
(l) V
H2O

(hơi)
(l)

OHCO
Ò
A
22
2
V
2
y
V

n
V
V
x
A
CO
A
CO
22
==⇒

A
OH
n
n
22
2
V
2V
y
A
OH
==⇒
Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác:
- Lập tỉ lệ thể tích V
A
: V
B
: V
CO2

- Nếu đề tóan cho oxy ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi
nước) thì trong khí nhiên kế có CO
2
và O
2
còn dư. Bài tóan lý luận theo C
x
H
y
SVTH : Phan Thị Thùy
55
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ
- Nếu đề tóan cho V
CxHy
= V
O2
thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên
kế có CO
2
và C
x
H
y dư
. Bài tóan lý luận theo oxy.
- Khi đốt cháy hay oxi hóa hòan toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản
phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ:
N
2
→ khí N
2

2
dư,H
2
O
ll(- H
2
O)
CO
2
,O
2
dư
KOHñ(- CO
2
)
O
2
dư
GIẢI :
* O
2
dư , bài tóan lý luận theo Hydrocacbon A
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC
22

b b (lít)
Ta có V
hh
= a + b = 0,5 (1)
VCO
2
= ax + b = 1,8 – 0,5 = 1,3 (2)
VH
2
O = a
2
y
= 3,4 – 1,8 = 1,6 (3)
VO
2 dư
= 2,5 - a






+
4
y
x
= 0,5
⇒ ax + a
4
y

P.
Tìm CTPT của A (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)
Tóm tắt :
12cm
3
C
x
H
y
60cm
3
O
2
(dư)
đốt
CO
2
H
2
O
O
2
dư
làm lạnh
-H
2
O
CO
2
O

Cách 1: Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng đốt cháy:
OH
y
xCOO
y
xH
t
y 222x
24
C
0
+→






++
12 →






+
4
y
x

y
V
x
V
4
y
x
V
1
==
+
=
OH
2
y
xCOO
4
y
xHC
22
t
2yx
0
+→







4
y
x
V
1
=
+
=
24
x
36
4
y
x
12
1
=
+
=⇔
=> x = 2 và y = 4
⇒ CTPT của A: C
2
H
4

Cách 3:
Nhận xét: đốt 12 cm
3
A đã dùng 36 cm
3

2
ở 133,5
o
C, 1 atm. Sau khi bật tia lửa điện và đưa về nhiệt độ ban đầu (133,5
o
C) thì
áp suất trong bình tăng lên 10% so với ban đầu và khối lượng nước tạo ra là 0,216 g. Tìm
CTPT A
Tóm tắt :
V = 1dm
3
C
x
H
y
(A)
O
2
t=133,5
o
C,P
1
=1atm
đốt
sp cháy
V=1dm
3
t=133,5
o
C, P

2
O, CO
2
,
C
x
H
y
dư có số mol là :
n
2
= n
1
. P
2
/P
1
= 0,03.110/100 = 0,033 mol
nH
2
O = 0,216/18 = 0,012 mol
ĐLBT khối lượng (O) : nO
2
= n

CO
2
+ 1/2n

H

xCOO
4
y
xHC
22
t
2yx
0
+→






++
SVTH : Phan Thị Thùy
58
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ
1






+
4
y
x

 Đặc điểm
Phương pháp giá trị trung bình được dùng nhiều trong hóa hữu cơ khi giải bài tóan về
các chất cùng dãy đồng đẳng. Một phần bản chất của giá trị trung bình được đề cập đến ở
việc tính phần trăm đơn vị và khối lượng hỗn hợp khí trong bài tóan tỉ khối hơi ở chương
đầu lớp 10. Do đó, học sinh dễ dàng lĩnh hội phương pháp này để xác định CTPT của hai
hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp.
II.1.4.1 Phương pháp khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp (
hh
M
)
Chất tương đương có khối lượng mol phân tử
hh
M
là khối lượng mol phân tử trung
bình của hỗn hợp. Các bước giải :
Bước cơ bản : Xác định CTTQ của hai chất hữu cơ A,B
Bước 1 : Xác định CTTB của hai chất hữu cơ A, B trong hỗn hợp
Bước 2 : Tìm
hh
M
qua các công thức sau :
( )
100
M%A100%A.M
100
%B.M%A.M
nn
.Mn.Mn
n
m

+
=
+
+
==
Giả sử M
A
< M
B
=> M
A
<
hh
M
< M
B
Bước 3 : Biện luận tìm M
A
, M
B
hợp lý => CTPT đúng của A và B
Phạm vi ứng dụng: sử dụng có lợi nhiều đối với hỗn hợp các chất cùng dãy đồng đẳng
1) Phương pháp CTPT trung bình của hỗn hợp:
 Phạm vi áp dụng : Khi có hỗn hợp gồm nhiều chất, cùng tác dụng với một chất
khác mà phương trình phản ứng tương tự nhau (sản phẩm, tỉ lệ mol giữa nguyên liệu và sản
SVTH : Phan Thị Thùy
59
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Cô Vũ Thị Thơ
phẩm, hiệu suất, phản ứng tương tự nhau), có thể thay thế hỗn hợp bằng một chất tương
đương, có số mol bằng tổng số mol của hỗn hợp. Công thức của chất tương đương gọi là

k
).
Phương pháp giải tương tự như hai phương pháp trên
 Một số lưu ý:
1) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B là đồng dẳng liên tiếp thì :
m = n + 1 (ở đây n, m là số C trong phân tử A, B)
2) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì m = n + k.
3) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì : m = n + (k +1)
4) Nếu bài cho anken, ankin thì n, m ≥ 2.
5) Nếu bài toán cho A, B là hydrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường (hay điều kiện
tiêu chuẩn) thì n, m ≤ 4
 Bài tập ví dụ :
Bài 1:
Đốt cháy hòan tòan 19,2 g hỗn hợp 2 ankan liên tiếp thu được 14,56 l CO
2
(ở O
o
C, 2
atm). Tìm CTPT 2 ankan.
GIẢI :
Gọi CTPT trung bình của hai ankan :
22 +nn
HC

mol
RT
PV
n
CO
3,1